1. Bei der Elektrolyse wird das zu polierende Werkstück als Anode und ein unlösliches Metall als Kathode verwendet. Wenn beide in ein elektrochemisches Bad getaucht werden und Gleichstrom angelegt wird, kommt es zu einer selektiven anodischen Auflösung, was zu einem sehr glatten und glänzenden Aussehen der Edelstahloberfläche führt.
2. Die elektrolytische Wirkung sorgt dafür, dass nichtrostender Stahl innen und außen eine einheitliche Farbe hat, sauber und hell ist und dauerhaft glänzt. Es bildet einen zähflüssigen, dünnen Film auf der Oberfläche, der die Korrosionsbeständigkeit erhöht.
Es löst sich auf und bildet einen Phosphatschutzfilm auf der Edelstahloberfläche, der übermäßige Korrosion verhindert. Die optimale Konzentration liegt bei 750 ml/L.
(1) Ist die Konzentration zu hoch, erhöht sich der elektrische Widerstand des Bades, die Viskosität steigt an, was zu einer höheren erforderlichen Spannung und einem langsameren Ausgleich führt.
(2) Eine zu niedrige Konzentration führt zu ungleichmäßiger Korrosion auf der Edelstahloberfläche aufgrund höherer Aktivierung und geringerer Passivierungstendenz.
Als Aktivator verbessert es die Leitfähigkeit der Lösung, verringert den Widerstand, senkt so die Badspannung, spart Energie und verbessert die Dispersionskapazität und die Effizienz des anodischen Stroms. Die optimale Konzentration beträgt 180~210mL/L.
(1) Wenn die Konzentration zu hoch ist, kann die Oberfläche übermäßig korrodiert werden, was zu einer gleichmäßigen, dichten Lochfraßbildung führt.
(2) Ist die Konzentration zu niedrig, führt dies zu starker ungleichmäßiger Korrosion.
Als starkes Oxidationsmittel bildet es einen Passivierungsfilm auf der Oberfläche, der Korrosion verhindert und zu einer glatteren Oberfläche beiträgt. Die optimale Konzentration ist 50~60g/L.
(1) Wenn die Chromsäureanhydridkonzentration zu niedrig ist, ist es schwierig, eine glänzende Oberfläche zu erzielen.
(2) Wenn die Konzentration zu hoch ist, kann es bei hohem Strom zu Ablagerungen kommen, die die Stromeffizienz verringern und zu Lochfraß und anderen Formen der Überkorrosion auf der Polieroberfläche führen.
Es spielt eine wichtige Rolle bei der Korrosionshemmung. Es reagiert mit Phosphorsäure unter Bildung von Komplexen und Metallderivaten, wodurch die polierte Oberfläche extrem glänzend und empfindlich wird. Glycerin verhindert auch chemische Korrosion von rostfreiem Stahl im Elektrolyt.
(1) Wenn die Konzentration zu niedrig ist, kann die Oberfläche trotz Hochglanzpolitur durch Korrosion rau werden.
(2) Mit einer höheren Konzentration kann es die Rauheit überwinden, was zu einer hellen und fein polierten Oberfläche führt.
(3) Ist die Konzentration zu hoch, kann es zu einer übermäßigen Schaumbildung kommen, die den Betrieb beeinträchtigt und Material vergeudet.
(1) Saccharin kann, wenn es an kathodischen Prozessen beteiligt ist, an Metalloberflächen adsorbiert werden und so zum Glanz der polierten Oberfläche beitragen.
(2) Bei anodischen Verfahren bildet Saccharin einen Adsorptionsfilm auf der Anodenoberfläche, der die Edelstahloberfläche im stromlosen Zustand vor Elektrolyterosion schützt. Wenn Strom angelegt wird, durchbrechen die elektrischen Leitungen zunächst den Isolationsfilm an den erhabenen Teilen und leiten die Auflösung ein, während die vertieften Bereiche wirksam geschützt sind, was zu einer selektiven Auflösung für eine glatte und glänzende Oberfläche führt.
(1) Bei niedrigen Stromdichten befindet sich das Metall in einem aktivierten Zustand, wobei die polierte Oberfläche erodiert wird. Die Auflösungsprodukte der Anode sind minimal, und die chemische Auflösung überwiegt die elektrochemische Auflösung, was zu einer schlechten Glätte führt.
(2) Wenn die Stromdichte den angemessenen Wert überschreitet, kommt es zu einer starken Sauerstoffentwicklung, die zu einer Überhitzung und Überkorrosion des Metalloberflächewas zu unregelmäßiger Auflösung und erhöhtem Stromverbrauch führt.
Ein moderater Temperaturanstieg kann den Nivellierungsprozess beschleunigen und die Stromausbeute verbessern, wodurch die Glätte und der Glanz der Oberfläche erhöht werden.
(1) Eine zu niedrige Temperatur erhöht die Viskosität des Elektrolyten und erschwert die Diffusion der anodischen Auflösungsprodukte aus der Metalloberfläche in den Elektrolyten und füllen die Anode auf.
(2) Eine zu hohe Temperatur erhöht die Menge des gelösten Metalls und erzeugt Dampf und Gas im Tank, die den Elektrolyten von der Metalloberfläche verdrängen, was paradoxerweise die Auflösungsgeschwindigkeit des Metalls verlangsamt. Die verringerte Viskosität in der Nähe des Elektrolyten beschleunigt die Diffusion der Auflösungsprodukte, was zu beschleunigten Auflösungsraten führt und die Oberflächenglätte beeinträchtigt.
Die Lösung sollte entsprechend dem Volumengehalt [% (V)] oder mL/L und dem Massengehalt [% (wt)] oder g/L in der Formel zubereitet werden, die sich bei der Dosierungsberechnung unterscheiden.
Unter der Annahme, dass das Flüssigkeitsvolumen des Tanks 1000 l beträgt, werden die Dosierung und die Zubereitungsschritte wie folgt berechnet.
a. Dosierung der Phosphorsäure: XmL/L×1000L=XL. Messen Sie Phosphorsäure XL ab und geben Sie sie in den Tank.
b. Schwefelsäure-Dosierung: XmL/L×1000L=XL. Schwefelsäure XL abmessen und nach und nach unter Rühren zur Phosphorsäure geben.
c. Wasserdosierung: XmL/L×1000L=XL. In einen separaten Behälter geben.
d. Dosierung von Chromsäureanhydrid: XmL/L×1000L=XL. Das abgewogene Chromsäureanhydrid wird in das Wasser gegeben und gerührt, bis es sich zu einer Chromsäurelösung auflöst.
e. Die Chromsäurelösung wird unter Rühren allmählich in die Phosphorschwefelsäurelösung gegeben, bis eine einheitliche Lösung entsteht. Die Lösung erscheint gelb.
f. (1) Gelatine-Dosierung: Xg/L×1000L=Xkg. Rühren Sie die abgewogene Gelatine in heißem Wasser um, bis sie gleichmäßig ist, und geben Sie sie dann langsam und in kleinen Mengen in die Phosphorsäure-Schwefelsäure-Lösung. Dadurch wird eine starke Reduktionsreaktion ausgelöst und der Elektrolyt färbt sich gelb-grün.
(2) Geben Sie nach und nach die berechnete Menge Glyzerin unter Rühren in den Tank. Dadurch wird ebenfalls eine starke Reduktionsreaktion ausgelöst und überschüssiger Schaum erzeugt. Um zu verhindern, dass die Lösung aufgrund des Schaums überläuft, muss man bei der Zugabe von Glyzerin besonders vorsichtig sein. Die Lösung färbt sich außerdem gelb-grün. Lassen Sie sie ungestört abkühlen.
a. Messen Sie das spezifische Gewicht der verwendeten Phosphor- und Schwefelsäure unter der Annahme, dass die gemessene Dichte der Phosphorsäure d1=1,7 g/ml und die Dichte der Schwefelsäure d2=1,8 g/ml beträgt.
b. Aus den Tabellen mit den chemischen Daten der relativen Dichte der einzelnen Säuren geht hervor, dass in 100 g Säurelösung der Gehalt an Phosphorsäure P1 = 86,25 g und der Gehalt an Schwefelsäure P2 = 88 g beträgt.
c. Berechnen Sie das erforderliche Volumen an Phosphorsäure V1 und Schwefelsäure V2.
V=xdo×1000/pd (L)
Dabei ist x der prozentuale Massenanteil der Säure in der Formel; do ist die Lösungsdichte, wobei der Durchschnittswert=1,65g/ml beträgt.
d. Wasservolumen=1000-V1-V2
e. Dosierung von Chromsäureanhydrid.
Da Chromsäureanhydrid eine feste Säure ist, wird die benötigte Masse nach der Formel xd0×1000/100 (kg) berechnet.
f. Die berechnete Menge Chromsäureanhydrid in das benötigte Wasser geben und rühren, bis es sich aufgelöst hat.
g. Die berechnete Menge Phosphorsäure zur Chromsäureanhydridlösung geben und rühren, bis sie gleichmäßig ist.
h. Die berechnete Menge Schwefelsäure wird nach und nach unter Rühren zu der Lösung aus Schritt g gegeben.
Nachdem die vorbereitete Lösung auf Raumtemperatur abgekühlt ist, wird ihre relative Dichte mit einem Aräometer gemessen.
1. Übersteigt die relative Dichte 1,7, so ist dem Elektrolyten eine angemessene Menge Wasser zuzusetzen und zu verdünnen, bis die relative Dichte im Bereich von 1,6 bis 1,7 liegt.
2. Wenn die relative Dichte zwischen 1,6 und 1,7 liegt, das Volumen des Elektrolyten aber nicht ausreicht, ist die erforderliche Menge an Phosphorsäure, Schwefelsäure und Chromsäureanhydrid entsprechend dem Volumenmangel aufzufüllen.
3. Liegt die relative Dichte unter 1,6 und ist das Volumen bereits ausreichend oder leicht überschritten, erhitzt man den Elektrolyten auf 80°C und verdampft die Feuchtigkeit, bis die relative Dichte den Bereich von 1,6 bis 1,7 erreicht.
4. Elektrolytische Behandlung: Hängen Sie eine Bleiplatte an die Kathode und eine rostfreie Stahlplatte auf der Anode. Bei einer Temperatur von 70 bis 80°C wird eine Stromdichte von 60 bis 80A/dm² für eine Dauer von 40Ah/L angesetzt.
Beginnen Sie dann mit der Versuchsproduktion. Wenn auf der Oberfläche des Werkstücks Lochkorrosion auftritt oder der Oberflächenglanz nicht zufriedenstellend ist, kann durch Zugabe von Chromsäureanhydrid, Gelatine und Glycerin der Gehalt an sechswertigem und dreiwertigem Chrom im Elektrolyten schnell auf die erforderlichen Werte erhöht werden.
Durch die elektrolytische Behandlung kann sich der Elektrolyt leicht grün färben, was darauf hindeutet, dass sich eine bestimmte Menge an Nickel- und Chromionen im Elektrolyt gelöst hat, was eine erfolgreiche Versuchsproduktion ermöglicht.
1. Rostfreier Stahl muss vor der Elektrolyse gründlich entfettet werden, um eine Verunreinigung des Bades durch Öl zu vermeiden.
2. Die relative Dichte der Lösung ist während des Gebrauchs regelmäßig zu messen und rechtzeitig anzupassen.
3. Eisen-, Chrom- und Nickelmetall Elemente aus rostfreiem Stahl lösen sich während des Elektrolyseprozesses im Elektrolyten auf. Sobald sie sich bis zu einem gewissen Grad angesammelt haben, erhöhen sie die Viskosität und den Widerstand der Lösung, was zu einer glanzlosen Oberfläche des nichtrostenden Stahls führt.
Sie können zwischen zwei Methoden wählen:
4. Reinigung der Kathodenbleiplatten: Während der Elektrolyse sammelt sich auf der Oberfläche der Kathodenbleiplatte eine dicke Schicht von Verunreinigungen wie Eisen und Nickel an, die die Leitfähigkeit der Kathodenoberfläche beeinträchtigt und den Strom verringert. Dies behindert die Anodenstromdichte und beeinträchtigt die Qualität der Elektrolyse erheblich. Es ist wichtig, diese Ablagerungen rechtzeitig zu entfernen, um den Stromkreislauf flüssig zu halten.
5. Verhältnis von Kathoden- zu Anodenfläche: Die Kathodenfläche wird bei 1/2 bis 1/3,5 der Anodenfläche gehalten, um die Zunahme von dreiwertigem Chrom zu verhindern. Überschüssiges dreiwertiges Chrom wird an der Anodenoberfläche zu sechswertigem Chrom oxidiert. Ein Übermaß an dreiwertigem Chrom kann zur Alterung des Elektrolyten führen.
6. Abstand der Elektroden:
7. Unterbrechung der Stromzufuhr beim Einsetzen und Herausnehmen des Tanks: Die Stromzufuhr sollte unterbrochen werden, wenn Werkstücke in den Tank gelegt oder aus dem Tank genommen werden. Es ist nicht ratsam, Vorrichtungen mit Strom zu transportieren oder zu entfernen, da dies zu elektrischen Funken führen, Elektrolyse verursachen und möglicherweise ein Gemisch aus Wasserstoff- und Sauerstoffgas entzünden kann, das sich auf der Tankoberfläche angesammelt hat.
8. Angemessene Anodenstromdichte kontrollieren: Die Anodenstromdichte ist proportional zur Auflösung des Metalls. Die Wahl der richtigen Anodenstromdichte und deren Steuerung innerhalb eines bestimmten Anodenpotentialbereichs ist für eine gute Elektrolysequalität unerlässlich.
9. Kontrolle der Badtemperatur:
10. Optimales Verhältnis von sechswertigem Chrom und dreiwertigem Chrom: Die Lösung sollte während des Produktionsprozesses eine gelb-grüne Farbe behalten.
(1) Bei der chemischen Aktivierungsmethode wird der rostfreie Stahl vor der Elektrolyse leicht geätzt, um den Passivfilm zu entfernen und die Metalloberfläche zu aktivieren.
Nach dem milden Ätzen sollte es nicht zu lange an der Luft bleiben, sondern sofort gereinigt, getrocknet und zur Elektrolyse gebracht werden.
Mildes Ätzverfahren: Schwefelsäure: 3%～5% Temperatur: Raumtemperatur Dauer: 0.5～1min
(2) Bestandteile und Arbeitsbedingungen der Elektrolytlösung
Die Hauptursache ist die ungleichmäßige Verteilung der Stromdichte. Es gibt mehrere Faktoren, die diese ungleiche Verteilung beeinflussen, darunter:
1. Ungleichmäßige Stromdichte, verursacht durch die Struktur der Spannvorrichtung. Eine Änderung der Vorrichtungsstruktur, um einen ausgewogenen und gleichmäßigen Kontakt mit dem Werkstück zu gewährleisten, kann Abhilfe schaffen. Idealerweise sollte die Kontaktfläche zwischen der Vorrichtung und dem Werkstück vergrößert und gleichzeitig die Qualität der Vorrichtung sichergestellt werden.
2. Das spezifische Gewicht der elektrolytischen Polierflüssigkeit sinkt oder überschreitet den Höchstwert. Überschreitet sie den geforderten Bereich der spezifischen Dichte, neigt die Werkstückoberfläche zu Pockennarben. Das optimale spezifische Gewicht der Elektrolytflüssigkeit liegt bei 1,72.
3. Eine hohe Temperatur kann die Leitfähigkeit der elektrolytischen Flüssigkeit erhöhen und den Glanz der Werkstückoberfläche verbessern. Sie kann jedoch auch zu einer ungleichmäßigen Stromdichteverteilung führen, was Pockennarben zur Folge hat.
4. Nachgearbeitete Teile neigen bei der zweiten Runde des elektrolytischen Polierens zur Bildung von Pockennarben. Um dies zu verhindern, müssen Dauer und Stromstärke des zweiten Poliervorgangs reduziert werden.
5. Eine unzureichende Gasentweichung ist hauptsächlich auf den ungeeigneten Winkel der Halterung am Werkstück zurückzuführen. Die Richtung der Löcher im Werkstück sollte nach oben zeigen, und der Winkel der Halterung sollte so eingestellt werden, dass das Gas während des elektrolytischen Polierens leicht entweichen kann.
6. Eine längere elektrolytische Polierzeit kann zu Pockennarben aufgrund von Überkorrosion führen. Elektrolytisches Polieren ist ein mikroskopischer Egalisierungsprozess. Sobald die Oberfläche des Werkstücks einen mikroskopischen Grad an Helligkeit und Glätte erreicht hat, wird die Oxidation auf der Oberfläche des Teils gestoppt. Wenn die Elektrolyse fortgesetzt wird, kommt es zu einer Überkorrosion, die zu Pockennarben führt.
7. Ein hoher Strom kann zu Korrosionsflecken führen. Wenn der Strom, der während des elektrolytischen Polierens durch das Teil fließt, zu hoch ist, übersteigt die Auflösungsrate der Teileoberfläche die Oxidationsrate, was zu übermäßiger Korrosion und Korrosionsflecken führt.
Mehrere Faktoren können zu diesem Fehler führen:
1. Wenn das Teil vor dem elektrolytischen Polieren nicht richtig in der Halterung positioniert ist, kann es sich während des Prozesses lockern und wackeln. Diese Lockerheit kann zu einem schlechten Kontakt mit der Halterung oder zu einem direkten Kontakt mit der Kathode der Halterung führen, was einen Kurzschluss und anschließende Verbrennungen verursacht.
2. Wenn der Bediener nach der Montage des Teils keinen Kurzschlusstest an der Halterung durchführt und direkt mit dem elektrolytischen Polieren fortfährt, kann ein Kurzschluss auftreten. Ohne Prüfung ist es ungewiss, ob das montierte Teil mit der Kathode in Kontakt ist. Wenn es zu einem Kontakt kommt, kann das Teil verbrennen.
3. Nach längerem Gebrauch können Probleme mit der Halterung auftreten, insbesondere dort, wo die Halterung das Werkstück direkt berührt. Wenn die Kontaktpunkte der Halterung ungleichmäßig werden, kann die Stromdichte, die während der Elektrifizierung von der Kontaktfläche des Teils aufgenommen wird, variieren, was zu Verbrennungen an Stellen mit höherer Stromdichte führen kann.
1. Aufhellung der Oberfläche: Die Hauptursache für das Aufhellen der Teileoberfläche sind die nachfolgenden Arbeitsgänge, insbesondere während des Backvorgangs im Ofen. Wenn die Temperatur im Ofen zu hoch ist und die Feuchtigkeit in der Luft und auf der Oberfläche des Teils nicht wirksam abtransportiert werden kann, tritt das Problem auf. Um dies zu vermeiden, sollte die Ofentemperatur bei etwa 80±2℃ liegen und am besten ein Ofen mit einem guten Gaszirkulationssystem verwendet werden.
2. Verdunkelung der Oberfläche: Dieses unerwünschte Phänomen tritt vor allem dort auf, wo das Teil mit der Halterung in Berührung kommt, und ist in erster Linie auf die Halterung selbst zurückzuführen. Nachdem das vorherige Teil elektrolytisch poliert wurde, muss es in verdünnter Salpetersäure 10% aus der Halterung genommen werden. Nach dem Herausnehmen des Teils muss die Vorrichtung gründlich mit Wasser gereinigt werden, bevor das nächste Teil bearbeitet wird.
3. Vergilbung der Oberfläche: Dieses Problem tritt vor allem dort auf, wo das Teil die Vorrichtung berührt. Wenn die Kontaktfläche zwischen dem Teil und der Anode der Halterung relativ klein ist, kann die Kontaktstelle während des elektrolytischen Polierens hohe Temperaturen und Wärme erzeugen. Da die Kontaktfläche zur Kühlung nicht mit dem Elektrolyten in Berührung kommt, kann es zu leichten Verbrennungen kommen, die zu einer Vergilbung führen. Die Lösung dieses Problems besteht in erster Linie in sinnvollen Verbesserungen der Kontaktstellen der Halterung oder in der Anpassung der Parameter für das elektrolytische Polieren.
Die Bildung dieser Flecken ist auf den hohen Strom zurückzuführen, der für das elektrolytische Werkstück benötigt wird und der die maximale Stromstärke, die der Aufhänger tragen kann, übersteigt. Die Lösungen umfassen:
1. Auswahl eines Materials mit besserer Leitfähigkeit für den Aufhänger:
Im Allgemeinen ist die Leitfähigkeit von Kupfer mehr als 20 Mal so hoch wie die von TitanDaher haben Kupferbügel eine höhere Leitfähigkeit als Titanbügel und sind weniger anfällig für Fleckenbildung. Phosphorbronze kann verwendet werden, da sie eine gute Elastizität und Härte aufweist. Allerdings müssen auch die Lebensdauer des Bügels und seine Korrosionsbeständigkeit berücksichtigt werden, die bei Titan besonders hoch ist.
2. Erhöhung der Anzahl der Aufhängepunkte:
Bestimmen Sie zunächst den Zustand der Aufhängepunkte nach der Elektrolyse. Bilden sich unter den aktuellen Bedingungen nur kleine Flecken, könnte eine Erhöhung der Anzahl der Aufhängepunkte das Problem lösen.
3. Angemessene Reduzierung der Spannung:
Höhere Spannungen beschleunigen den Lichtemissionsprozess, was die Elektrolysezeit verkürzen und die Produktionseffizienz steigern kann. Aus diesem Grund arbeiten die Fabriken im Allgemeinen mit etwas höheren Spannungen als normal. Ist die eingestellte Spannung jedoch zu hoch, kann sie die maximale Belastung des Hängedrahtes überschreiten und Markierungen verursachen.
4. Senkung oder Kontrolle der Temperatur des Elektrolyten:
Wenn die Temperatur des Elektrolyts hoch ist, nimmt die Leitfähigkeit des Hängers erheblich ab, und der vom Werkstück benötigte Strom steigt drastisch an. Dies kann zu einer Überlastung des Hängers führen und Markierungen verursachen. In diesem Fall kann eine Senkung der Temperatur des Elektrolyts das Problem lösen. Wenn die Temperatur 80 Grad übersteigt und sich Abdrücke bilden, kann eine Kühlwanne um den Elektrolytbehälter herum gebaut werden, in der das Wasser zirkuliert und den Elektrolyt kontinuierlich kühlt.
| Fehler beim Polieren | Die Gründe: | Lösung: |
| Vorhandensein von Punkten oder kleinen Flecken auf der Oberfläche | Vorhandensein von Ölflecken oder Rost auf der Oberfläche | Gründlich reinigen, um Öl und Rost zu entfernen. |
| Überkorrosion an den Kanten und Spitzen des Werkstücks | Übermäßiger Strom, hohe Temperatur oder längere Dauer | Passen Sie die entsprechenden Parameter an. |
| Weiße Schlieren auf der Werkstückoberfläche | Dichte Elektrolytlösung | Mit Wasser auf eine Dichte von 1,72 verdünnen. |
| Unterschiedliche Qualität von Werkstücken aus der gleichen Nut | Zu viele Werkstücke oder gegenseitige Beeinflussung | Reduzieren Sie die Anzahl der Werkstücke oder ändern Sie die Vorrichtungen. |
| Übermäßiger Schaum auf der Oberfläche des Elektrolyten | Ungereinigtes Werkstück | Stellen Sie sicher, dass das Werkstück gründlich gereinigt ist. |
| Stumpfe Oberfläche mit weißen Flecken | Hoher Gehalt an Chromsäureanhydrid | Erwägen Sie die Verwendung der umweltfreundlichen Elektrolytlösung |
| Exorbitante Stromkosten | Hohe Stromdichte | Erwägen Sie die Verwendung der umweltfreundlichen Elektrolytlösung |
| Bei der Elektrolyse beobachtete Funkenbildung | Schlechter Kontakt zwischen der Vorrichtung und dem Werkstück | Ändern Sie die Befestigungen und erhöhen Sie die Kontaktpunkte. |
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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